Sensoren ermöglichen in weiten Bereichen der Fertigung eine Automatisierung mit einer damit einhergehenden verbesserten Qualitätssicherung. Insbesondere die industrielle Transformation in Richtung „Industrie 4.0“ fordert weitergehende Automatisierung auch in den verschiedenen Wärmebehandlungsverfahren. Auf dem Gebiet der Wärmebehandlung werden bereits in vielen Bereichen, insbesondere zur Temperatur- und Atmosphärenregelung, erfolgreich Sensoren eingesetzt. Ein wichtiges Beispiel ist der Einsatz von Sauerstoff- und Wasserstoffsonden bei den Aufkohl- und Nitrocarburierverfahren. Mit ihnen können reaktive Behandlungsatmosphären erfasst, kontrolliert und geregelt werden. Beim Carbonitrieren wurde in den letzten Jahren erfolgreich ein Sensorsystem mit integrierter Simulation der Diffusions- und Ausscheidungsvorgänge entwickelt und in den Markt gebracht.
Der Einsatz von Gassensoren ist zwar notwendig jedoch nicht ausreichend, da sie keine Aussagen über den aktuellen Werkstoffzustand, der als Zielgröße bei Wärmebehandlungsprozessen im Vordergrund des Interesses steht, liefern. Weitere Arbeiten konzentrieren sich daher auf die Sensorentwicklung zur Erfassung des aktuellen Wärmebehandlungszustandes. Erfolgreiche Entwicklungen wie der Nitriersensor für Nitrier- und Nitrocarburierprozesse, die Entwicklung von Sensoren zur in situ Qualifizierung und Quantifizierung der Werkstoffgefüge wie z. B. Bainit, Martensit und Anlassgefüge während der Wärmebehandlung inclusive angepasster Ablaufsteuerungen konnten in der Vergangenheit realisiert werden.
Im Bereich der Nitrier- und Nitrocarburierverfahren stehen Verfahrensentwicklungen für beanspruchungsoptimierte Bauteilanwendungen wie das Tiefnitrieren von Zahnrädern und Anwendungen für Warm- und Kaltarbeitswerkzeuge ebenso im Fokus wie Anwendungen mit enger Spezifikation im Stahlspektrum von unlegierten bis austenitischen Stählen. Dabei kann auf Anlagen des ganzen Verfahrens- und Kombinationsspektrums des Nitrierens und Nitrocarburierens von Plasma (inkl. Aktivgitter) und Niederdruck bis zu kennzahlgeregelten Normaldruckprozessen zurückgegriffen werden.
Darüber hinaus wird auch an Aspekten der Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit und Ökologie wie die Energieeffizienz von Nitrieranlagen und Nitrierprozessen gearbeitet. Schließlich werden auch Grundlagenthemen wie die Porenentstehung oder das Nitrieren von Nichteisenwerkstoffen wie Aluminium-, Titan- und Nickellegierungen in enger Kooperation mit der Industrie verfolgt. Auch die Weiterentwicklung des Nachoxidierens zählt dazu.
Plasmanitrieren eines Zahnrades
